JPH09306171A - Multi-port memory circuit - Google Patents

Multi-port memory circuit

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JPH09306171A
JPH09306171A JP8116165A JP11616596A JPH09306171A JP H09306171 A JPH09306171 A JP H09306171A JP 8116165 A JP8116165 A JP 8116165A JP 11616596 A JP11616596 A JP 11616596A JP H09306171 A JPH09306171 A JP H09306171A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
memory cell
input
write
port
Prior art date
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Pending
Application number
JP8116165A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumasa Suzuki
一正 鈴木
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH09306171A publication Critical patent/JPH09306171A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-port memory circuit which has a circuit constitution in which one contact in a memory cell is not driven simultaneously by two gates and can reduce rewriting time of a memory cell and power consumption. SOLUTION: In this multi-port memory circuit, a memory cell 100b is provided with a first NOR gate and a second NOR gate as a NOR gate 102, an output of the second NOR gate is connected to a first input of the first NOR gate, while an output of the first NOR gate is connected to a first input of the second NOR gate, also, writing bit lines 12, 13 are connected respectively to a second input of the first NOR gate and a second input of the second NOR gate through a MOS transistor 1 of which conduction/non-conduction is controlled by writing word lines 10, 11. Two gates or more are not driven simultaneously for all contacts of the memory cell 100b in writing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、主として演算処理
装置に使用されると共に、複数の機能分けされたポート
を有する多ポートメモリ回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-port memory circuit which is used mainly in an arithmetic processing unit and which has a plurality of functionally divided ports.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、一般的な演算処理装置には、演算
するデータを一時的に保持するレジスタファイルが備え
られ、このレジスタファイルには複数のデータを同時に
演算器に供給するための読み出しポートを複数有する多
ポートメモリが使用される。又、レジスタファイルには
読み出しと同時に書き込みを行い得るように読み出しポ
ートとは独立した書き込みポートも持たされている。因
みに、キャッシュメモリ等のLSIチップ内蔵メモリに
複数のデータに同時にアクセスできるように複数のポー
トを持たせることもある。
2. Description of the Related Art Conventionally, a general arithmetic processing device is provided with a register file for temporarily holding data to be operated, and this register file has a read port for supplying a plurality of data to an arithmetic unit at the same time. A multi-port memory having a plurality of is used. In addition, the register file also has a write port independent of the read port so that writing can be performed simultaneously with reading. Incidentally, a memory with a built-in LSI chip such as a cache memory may be provided with a plurality of ports so that a plurality of data can be simultaneously accessed.

【0003】図7は、従来の多ポートメモリ回路の基本
構成を示した回路図である。この多ポートメモリ回路
は、1995年のアイトリプルイー、カスタム・インテ
グレーテッド・サーキッツ・カンファレンス(IEEE
CUSTOMINTEGRATEDCIRCUITSC
ONFERENCE)に記載されたもので、レジスタフ
ァイルの回路として設計され、2つの読み出しポート及
び2つの書き込みポートを持つメモリ回路となってい
る。
FIG. 7 is a circuit diagram showing the basic structure of a conventional multi-port memory circuit. This multi-port memory circuit is based on the 1995 iTriple, Custom Integrated Circuits Conference (IEEE).
CUSTOMINTEGRATEDCIRCUITSC
ONFERENCE), it is designed as a circuit of a register file and is a memory circuit having two read ports and two write ports.

【0004】図7を参照すれば、従来の多ポートメモリ
として使用されるメモリセル100aにおいては、2つ
のインバータ101の入出力を互いに接続してフィード
バックループを作ってここにデータ値を保存し、書き込
みワード線10,11で制御されたMOSトランジスタ
1を介して書き込みビット線12,13の組を接続して
いる。又、読み出しビット線22,23は直列の2つの
MOSトランジスタ1によりグランドに接続され、一方
のMOSトランジスタ1のゲートは読み出しワード線2
0,21に、他方のMOSトランジスタ1のゲートはフ
ィードパックループの2つの接点(以下も同様に、回路
構成上の接続箇所を示すものとする)に接続されてい
る。更に、メモリセル100aのインバータ101の対
には一方の接点に0が、他方の接点に1が書き込まれて
いる。
Referring to FIG. 7, in a memory cell 100a used as a conventional multi-port memory, the input and output of two inverters 101 are connected to each other to form a feedback loop to store a data value therein. The set of write bit lines 12 and 13 is connected via the MOS transistor 1 controlled by the write word lines 10 and 11. The read bit lines 22 and 23 are connected to the ground by two MOS transistors 1 in series, and the gate of one of the MOS transistors 1 is the read word line 2
0 and 21, the gate of the other MOS transistor 1 is connected to two contacts of the feed pack loop (hereinafter, similarly, the connection points in the circuit configuration are also shown). Further, in the pair of inverters 101 of the memory cell 100a, 0 is written in one contact and 1 is written in the other contact.

【0005】そこで、インバータ101の対に保持され
たデータ値を読み出す場合、最初にプリチャージ回路1
05のプリチャージ信号30をlowレベルにして、プ
リチャージ回路105によって読み出しビット線22,
23をhighレベルにプリチャージしておく。次に、
プレチャージを行うと読み出しビット線22,23は同
電位になる。その後、措定されたアドレスによって該当
するアドレスデコーダ106が読み出しワード線20,
21をhighレベルにして読み出し用のMOSトラン
ジスタ1をオンさせる。この結果、インバータ101の
対のうちの1を保持している方の接点にゲートを接続し
たMOSトランジスタ1がオン状態になり、読み出しビ
ット線22,23の片方の電位がlowレベルに下げら
れる。これをセンスアップ104で検出して読み出しデ
ータ線24,25にデータ値を取り出す。最後に、読み
出しワード線20,21をlowレベルに下げてMOS
トランジスタ1をオフ状態にする。
Therefore, when reading the data value held in the pair of the inverters 101, first, the precharge circuit 1
The precharge signal 30 of 05 is set to the low level, and the precharge circuit 105 reads the read bit line 22,
23 is precharged to a high level. next,
When precharged, the read bit lines 22 and 23 have the same potential. Then, the corresponding address decoder 106 reads the read word line 20 according to the determined address.
21 is set to a high level to turn on the read MOS transistor 1. As a result, the MOS transistor 1 having its gate connected to the contact holding one of the pair of inverters 101 is turned on, and the potential of one of the read bit lines 22 and 23 is lowered to the low level. This is detected by the sense-up 104 and the data value is taken out to the read data lines 24 and 25. Finally, the read word lines 20 and 21 are lowered to the low level to turn on the MOS.
The transistor 1 is turned off.

【0006】一方、メモリセル100aにデータ値を書
き込む場合、最初の状態としてメモリセル100aのイ
ンバータ101の対の左側の接点に0が、右側の接点に
1が保持されているとすると、この状態で逆のパターン
を書き込むときの動作を説明する。この場合、最初に書
き込みデータ線14に0を与えて、書き込みビット線1
2の2本の対のうち左側を1,右側を0にする。次に、
アドレスデコーダ106によって指定されたアドレスに
相当する書き込みワード線10がhighレベルになっ
てMOSトランジスタ1をオンさせる。この結果、書き
込みビット線12に書き込まれたデータ値はMOSトラ
ンジスタ1を通してメモリセル100aの接点のデータ
値を変化させようとする。このとき、インバータ101
はフィードバックループになっているので元のデータ値
を保持しようとするが、書き込みビット線12をドライ
ブするインバータ101の駆動能力が高いため、書き込
み側の信号が優勢になってデータ値が書き換えられる。
最後に、データ値が書き換えられたら書き込みワード線
10をlowレベルに下げ、MOSトランジスタ1をオ
フ状態にする。尚、書き込みデータ線15,書き込みワ
ード線11,書き込みビット線13の組の場合でも同様
な書き込みが行われる。
On the other hand, when writing a data value to the memory cell 100a, it is assumed that 0 is held at the left contact and 1 is held at the right contact of the pair of the inverters 101 of the memory cell 100a in the first state. The operation when writing the reverse pattern will be described. In this case, 0 is first applied to the write data line 14 and the write bit line 1
Of the two pairs of 2, the left side is 1 and the right side is 0. next,
The write word line 10 corresponding to the address designated by the address decoder 106 goes to high level to turn on the MOS transistor 1. As a result, the data value written in the write bit line 12 tries to change the data value at the contact point of the memory cell 100a through the MOS transistor 1. At this time, the inverter 101
Since it is a feedback loop, it tries to retain the original data value, but since the drive capability of the inverter 101 that drives the write bit line 12 is high, the signal on the write side becomes dominant and the data value is rewritten.
Finally, when the data value is rewritten, the write word line 10 is lowered to the low level and the MOS transistor 1 is turned off. Similar writing is performed in the case of the set of the write data line 15, the write word line 11, and the write bit line 13.

【0007】図8は、この多ポートメモリ回路における
書き込み動作時のメモリセル100aの信号変化を示し
たタイミングチャートである。
FIG. 8 is a timing chart showing a signal change of the memory cell 100a during a write operation in this multiport memory circuit.

【0008】ここでは、書き込みビット線の左側,右側
が図示のような状態にあって、書き込みワード線がhi
ghレベルになると、書き込みビット線のデータ値が書
き込みワード線に制御されたMOSトランジスタ1を通
してインバータ101の入力に伝えられ、この信号がイ
ンバータ101を通して反対側の接点にそれぞれ伝えら
れ、これによって左書き込みワード線からインバータ入
力への信号及び上側インバータ出力信号と右書き込みワ
ード線からインバータ入力への信号及び下側インバータ
出力信号とが得られる様子を示している。又、ここでは
信号が伝えられるまでにインバータ101の固有な遅延
があり、実際にはインバータ101の対によるフィード
バックループの接点に生じる電位が書き込みビット線か
らMOSトランジスタ1を通じて伝えられた信号とイン
バータ101の出力とが合成されたものになるため、信
号電位の変化が遅れる様子(インバータ対の左側接点の
信号電位,インバータ対の右側接点の信号電位)を示し
ている。
Here, the left and right sides of the write bit line are in the state shown in the figure, and the write word line is hi.
At the gh level, the data value of the write bit line is transmitted to the input of the inverter 101 through the MOS transistor 1 controlled by the write word line, and this signal is transmitted to the contacts on the opposite side through the inverter 101, whereby the left write is performed. It shows how the signal from the word line to the inverter input and the upper inverter output signal and the signal from the right write word line to the inverter input and the lower inverter output signal are obtained. Further, here, there is a delay inherent in the inverter 101 before the signal is transmitted, and in reality, the potential generated at the contact point of the feedback loop formed by the pair of the inverters 101 and the signal transmitted from the write bit line through the MOS transistor 1 and the inverter 101. 2 shows that the signal potential change is delayed because it becomes a combined output (signal potential of the left contact of the inverter pair, signal potential of the right contact of the inverter pair).

【0009】因みに、上述したレジスタファイル,多ポ
ートメモリ回路,並びにメモリセルに関連した他の周知
技術としては、特開平2−208890号公報に開示さ
れたマルチポート・ビデオ・DRAM,特開平2−22
7753号公報に開示されたマルチポートキャッシュメ
モリを備えた計算機,特開平3−122891号公報に
開示されたマルチポートメモリ装置,特開平4−228
181号公報に開示されたマルチポートバイポーラCM
OSメモリセル,特開平5−151769号公報に開示
されたマルチポートメモリ等が挙げられる。
Incidentally, as other well-known techniques related to the above-mentioned register file, multiport memory circuit, and memory cell, there are a multiport video DRAM disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-208890, a Japanese Patent Laid-Open No. 2-208890. 22
A computer equipped with a multiport cache memory disclosed in Japanese Patent No. 7753, a multiport memory device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-122891, and Japanese Patent Laid-Open No. 4-228.
Multiport Bipolar CM disclosed in Japanese Patent No. 181
An OS memory cell, a multiport memory disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-151769, and the like can be mentioned.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述した多ポートメモ
リ回路の場合、メモリセル内の1つの接点をビット線を
駆動するインバータとメモリセル内の2つのインバータ
とが同時に駆動しようとするため、メモリセルのデータ
値を書き換えるときに書き込みビット線のインバータが
書き込みビット線を駆動しようとする力と、メモリセル
のインバータがデータ値を保持しようとする力とが衝突
し、これによってメモリセルのデータ値が安定するまで
に相当の時間がかかってしまうという問題がある。
In the case of the above-mentioned multi-port memory circuit, one inverter in the memory cell and two inverters in the memory cell simultaneously drive one contact in the memory cell. When rewriting the data value of the cell, the force of the write bit line inverter to drive the write bit line and the force of the memory cell inverter to hold the data value collide with each other, which causes the data value of the memory cell There is a problem that it takes a considerable amount of time to stabilize.

【0011】又、データ値が安定するまでの間、電源か
らグランドまで貫通する電流が流れるパスが保存される
ため、大きな電流が流れて消費電力が大きくなってしま
うという問題もある。
Further, until the data value stabilizes, the path through which the current flows from the power supply to the ground is saved, so that there is a problem that a large current flows and the power consumption increases.

【0012】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたもので、その技術的課題は、メモリセル内の1
つの接点を2つのゲートで同時に駆動しない回路構成を
有すると共に、メモリセルの書き換え時間の削減と消費
電力の削減とを計り得る多ポートメモリ回路を提供する
ことにある。
The present invention has been made to solve such a problem, and its technical problem is to solve the problem of
It is an object of the present invention to provide a multi-port memory circuit which has a circuit configuration in which one contact is not driven by two gates at the same time and which can reduce the rewriting time of a memory cell and the power consumption.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、読み出
しポート及び独立した書き込みポートを含む複数ポート
を有すると共に、メモリセルを含む多ポートメモリ回路
において、メモリセルはNORゲートを有する多ポート
メモリ回路が得られる。
According to the present invention, in a multi-port memory circuit having a plurality of ports including a read port and an independent write port and including a memory cell, the memory cell has a NOR gate. The circuit is obtained.

【0014】この多ポートメモリ回路において、メモリ
セルはNORゲートとして第1のNORゲート及び第2
のNORゲートを備え、更に、第1のNORゲートの第
1の入力に第2のNORゲートの出力を接続すると共
に、該第2のNORゲートの第1の入力に該第1のNO
Rゲートの出力を接続しており、且つ該第1のNORゲ
ートの第2の入力と該第2のNORゲートの第2の入力
とのそれぞれにワード線によって開閉を制御されたトラ
ンジスタを介してビット線を接続して成ることは好まし
い。
In this multi-port memory circuit, the memory cell has a first NOR gate and a second NOR gate as NOR gates.
NOR gate of the second NOR gate is connected to the first input of the first NOR gate, and the first NO gate is connected to the first input of the second NOR gate.
The output of the R gate is connected to each of the second input of the first NOR gate and the second input of the second NOR gate via a transistor whose opening and closing is controlled by a word line. It is preferable to connect the bit lines.

【0015】一方、本発明によれば、読み出しポート及
び独立した書き込みポートを含む複数ポートを有すると
共に、メモリセルを含む多ポートメモリ回路において、
メモリセルはNANDゲートを有する多ポートメモリ回
路が得られる。
On the other hand, according to the present invention, in a multi-port memory circuit having a plurality of ports including a read port and an independent write port, and including a memory cell,
A multi-port memory circuit having a NAND gate can be obtained as the memory cell.

【0016】この多ポートメモリ回路において、メモリ
セルはNANDゲートとして第1のNANDゲート及び
第2のNANDゲートを備え、更に、第1のNANDゲ
ートの第1の入力に第2のNANDゲートの出力を接続
すると共に、該第2のNANDゲートの第1の入力に該
第1のNANDゲートの出力を接続しており、且つ該第
1のNORゲートの第2の入力と該第2のNANDゲー
トの第2の入力とのそれぞれにワード線によって開閉を
制御されたトランジスタを介してビット線を接続して成
ることは好ましい。
In this multi-port memory circuit, the memory cell includes a first NAND gate and a second NAND gate as NAND gates, and the first NAND gate has a first input and an output of the second NAND gate. And an output of the first NAND gate is connected to a first input of the second NAND gate, and a second input of the first NOR gate and the second NAND gate are connected. It is preferable to connect the bit line to each of the second inputs of the bit lines through a transistor whose opening / closing is controlled by the word line.

【0017】[0017]

【作用】本発明の多ポートメモリ回路では、メモリセル
にNORゲートやNANDゲートを持たせており、こう
したNORゲートやNANDゲートにおいて2つの入力
のうちの1つをデータ値を保持するためのフィードバッ
クループを形成することに使用し、残りの1つの入力を
書き込みビット線に接続し、データ値の書き換えに使用
している。このため、メモリセル内の1つの接点を2つ
のゲートが同時に駆動することが無く、保持データが安
定するまでの時間が削減され、又電源からグランドまで
貫通するパスが無くなるので無駄な貫通電流による消費
電力が不要になる。
In the multiport memory circuit of the present invention, the memory cell is provided with a NOR gate and a NAND gate. In such a NOR gate and NAND gate, one of two inputs is fed back to hold a data value. It is used to form a loop and the remaining one input is connected to the write bit line and used to rewrite the data value. Therefore, two gates do not drive one contact point in the memory cell at the same time, the time until the held data becomes stable is reduced, and there is no path penetrating from the power supply to the ground. Power consumption becomes unnecessary.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ、本発明の多
ポートメモリ回路について、図面を参照して詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The multi-port memory circuit of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明の実施例1に係る多ポート
メモリ回路の基本構成を示した回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing the basic configuration of a multiport memory circuit according to the first embodiment of the present invention.

【0020】この多ポートメモリ回路では、図7に示し
た一対のインバータ101を含むメモリセル100aと
は異なり、2つのNORゲート102(一方のものは第
1のNORゲート,他方のものは第2のNORゲートと
呼ばれても良い)を含むメモリセル100bを使用して
いる。
In this multi-port memory circuit, unlike the memory cell 100a including the pair of inverters 101 shown in FIG. 7, two NOR gates 102 (one of which is the first NOR gate and the other of which is the second NOR gate 102) are provided. (Which may also be referred to as a NOR gate of the above) is used.

【0021】このメモリセル100bでは、NORゲー
ト102の2つの入力のうち一方をフィードバックルー
プを形成するのに使用してフィードバックループにデー
タ値を保持させ、NORゲートの2つの入力のうち他方
を書き込みワード線10,11によって制御されるMO
Sトランジスタ1を介して書き込みビット線12,13
に接続している。読み出しビット線22,23は直列の
2つのMOSトランジスタ1でグランドに接続され、一
方のMOSトランジスタ1のゲートは読み出しワード2
0,21に接続され、他方のMOSトランジスタ1のゲ
ートはフィードパックループの2つの接点に接続されて
いる。
In this memory cell 100b, one of the two inputs of the NOR gate 102 is used to form a feedback loop to hold the data value in the feedback loop and the other of the two inputs of the NOR gate is written. MO controlled by word lines 10 and 11
Write bit lines 12 and 13 via the S transistor 1
Connected to The read bit lines 22 and 23 are connected to the ground by two MOS transistors 1 in series, and the gate of one MOS transistor 1 has a read word 2
0 and 21, and the gate of the other MOS transistor 1 is connected to the two contacts of the feedpack loop.

【0022】即ち、換言すれば、ここでのメモリセル1
00bは、NORゲート102として第1のNORゲー
ト及び第2のNORゲートを備え、第1のNORゲート
の第1の入力に第2のNORゲートの出力を接続すると
共に、第2のNORゲートの第1の入力に第1のNOR
ゲートの出力を接続しており、且つ第1のNORゲート
の第2の入力と第2のNORゲートの第2の入力とのそ
れぞれに書き込みワード線10,11によって開閉を制
御されたMOSトランジスタ1を介して書き込みビット
線12,13を接続して成っている。
In other words, in other words, the memory cell 1 here
00b includes a first NOR gate and a second NOR gate as the NOR gate 102, connects the output of the second NOR gate to the first input of the first NOR gate, and connects the output of the second NOR gate. First NOR on first input
A MOS transistor 1 which is connected to the output of the gate and whose opening and closing are controlled by the write word lines 10 and 11 to the second input of the first NOR gate and the second input of the second NOR gate, respectively. The write bit lines 12 and 13 are connected via the.

【0023】そこで、ここでのメモリセル100bの動
作を説明する。読み出しポートに関しては図7に示した
従来回路と同様な構成であって同様に動作する。即ち、
フィードバックループのうちの1が保持された接点の側
の読み出しビット線がlowレベルになり、これをセン
スアンプ104が検出して、読み出しデータ線24,2
5に出力する。
Therefore, the operation of the memory cell 100b here will be described. The read port has the same configuration as the conventional circuit shown in FIG. 7 and operates similarly. That is,
The read bit line on the side of the contact where 1 of the feedback loop is held becomes low level, which is detected by the sense amplifier 104 and read data lines 24, 2
5 is output.

【0024】一方、書き込み動作に関しては、メモリセ
ル100bのフィードバックループの2つの接点のう
ち、左側が0、右側が1となるようにデータが保持され
ており、この保持データが反転するような書き込みが行
われるものとして説明する。この場合、最初に書き込み
データ線14に0を与え、書き込みビット線12の左側
のビット線に1,右側に0を与える。ビット線のデータ
値が確定した後、アドレスレコーダ106によって書き
込みワード線10がhighレベルになるとMOSトラ
ンジスタ1がオンする。図中上側のNORゲート102
はフィードバック側の入力が0,書き込み側の入力が1
になるために出力が0となるが、下側のNORゲート1
02では入力が共に0となるために出力が1となって、
最初の状態とは保持するデータ値が反転される。最後
に、書き込みワード線10がlowレベルになり、ルー
プの左側の接点に1,右側の接点に0が書き込まれる。
尚、書き込みデータ線15,書き込みワード線11,書
き込みビット線13の組においても同様な書き込み動作
が行われる。
On the other hand, regarding the write operation, of the two contacts of the feedback loop of the memory cell 100b, data is held so that the left side is 0 and the right side is 1, and the write operation is such that the held data is inverted. Will be performed. In this case, first, 0 is applied to the write data line 14, 1 is applied to the bit line on the left side of the write bit line 12, and 0 is applied to the right side. After the data value of the bit line is determined, when the write word line 10 becomes high level by the address recorder 106, the MOS transistor 1 is turned on. NOR gate 102 on the upper side in the figure
Has 0 input on the feedback side and 1 input on the write side
Therefore, the output becomes 0, but the lower NOR gate 1
In 02, both inputs become 0, so the output becomes 1,
The data value held is inverted from that in the initial state. Finally, the write word line 10 becomes low level, and 1 is written in the left contact and 0 is written in the right contact of the loop.
The same write operation is performed on the set of write data line 15, write word line 11, and write bit line 13.

【0025】以上に説明した動作において、メモリセル
100bにおいて保持データが書き換えられる間は、全
部の接点において2つ以上のゲートによって同時に別の
データ値に駆動されることが無いようになっている。
In the operation described above, while the held data is being rewritten in the memory cell 100b, it is arranged that all the contacts are not driven to different data values by two or more gates at the same time.

【0026】図2は、この多ポートメモリ回路における
書き込み動作時のメモリセルの信号変化を示したタイミ
ングチャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing the signal change of the memory cell during the write operation in this multi-port memory circuit.

【0027】ここでは書き込みワード線の左側,右側が
図示のような状態で立ち上がると、書き込みビット線の
データの内容がMOSトランジスタ1を通じてNORゲ
ート102に伝わり、NORゲート102ではこの信号
を受けて、出力を変化させることによって、左書き込み
ワード線からNORゲート入力への信号及び上側インバ
ータ出力信号と右書き込みワード線からNORゲート入
力への信号及び下側インバータ出力信号とが得られる様
子を示している。又、ここではNORゲート102の対
によるフィードバックループの接点の電位は、NORゲ
ート102の出力そのものとなるので、図8に示したよ
うに従来回路のフィードバックループの接点の電位の変
化に比べて、この多ポートメモリ回路での電位の変化は
速くなっている(NORゲート対の左側接点の信号電
位,NORゲート対の右側接点の信号電位)ことが判
る。
Here, when the left and right sides of the write word line rise in the state shown in the figure, the content of the data on the write bit line is transmitted to the NOR gate 102 through the MOS transistor 1, and the NOR gate 102 receives this signal, It is shown that by changing the output, the signal from the left write word line to the NOR gate input and the upper inverter output signal and the signal from the right write word line to the NOR gate input and the lower inverter output signal are obtained. . Further, here, the potential of the contact point of the feedback loop formed by the pair of NOR gates 102 is the output itself of the NOR gate 102. Therefore, as shown in FIG. 8, compared with the change in the potential of the contact point of the feedback loop of the conventional circuit, It can be seen that the potential change in this multi-port memory circuit is fast (the signal potential of the left contact of the NOR gate pair, the signal potential of the right contact of the NOR gate pair).

【0028】又、この多ポートメモリ回路の場合、メモ
リセル100bをNORゲート102で構成することに
よって、1つのセル当たりのトランジスタ数(MOSト
ランジスタ1の数)が4個増加している。しかし、実際
に多ポートメモリ回路をLSIとしてレイアウトをする
と、メモリの読み出しや書き込みのために必要なビット
線やワード線の本数が多く、メモリセル100bの面積
は配線の配置によって決定されてしまうので、トランジ
スタ数が4個増えても面積に対する影響は殆ど無い。
Further, in the case of this multi-port memory circuit, the number of transistors per cell (the number of MOS transistors 1) is increased by 4 by configuring the memory cell 100b with the NOR gate 102. However, when the multiport memory circuit is actually laid out as an LSI, the number of bit lines and word lines required for reading and writing of the memory is large, and the area of the memory cell 100b is determined by the wiring arrangement. However, even if the number of transistors is increased by 4, the area is hardly affected.

【0029】図3は、本発明の実施例2に係る多ポート
メモリ回路の要部構成であるメモリセル100cを示し
た回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a memory cell 100c which is a main part configuration of a multiport memory circuit according to the second embodiment of the present invention.

【0030】この多ポートメモリ回路では、先の実施例
1のメモリセル100bのNORゲート102をNAN
Dゲート103に置き換えてメモリセル100cとした
以外は実施例1の回路構成と同じになっている。
In this multiport memory circuit, the NOR gate 102 of the memory cell 100b of the first embodiment is NAN.
The circuit configuration is the same as that of the first embodiment except that the memory cell 100c is used instead of the D gate 103.

【0031】即ち、このメモリセル100cは、NAN
Dゲート103として第1のNANDゲート及び第2の
NANDゲートを備え、第1のNANDゲートの第1の
入力に第2のNANDゲートの出力を接続すると共に、
第2のNANDゲートの第1の入力に第1のNANDゲ
ートの出力を接続しており、且つ第1のNORゲートの
第2の入力と第2のNANDゲートの第2の入力とのそ
れぞれに書き込みワード線10,11によって開閉を制
御されたMOSトランジスタ1を介して書き込みビット
線12,13を接続して成っている。
That is, this memory cell 100c has a NAN
A first NAND gate and a second NAND gate are provided as the D gate 103, and the output of the second NAND gate is connected to the first input of the first NAND gate.
The output of the first NAND gate is connected to the first input of the second NAND gate, and the second input of the first NOR gate and the second input of the second NAND gate are connected to each other. The write bit lines 12 and 13 are connected via the MOS transistor 1 whose opening and closing are controlled by the write word lines 10 and 11.

【0032】このメモリセル100cでは、NANDゲ
ート103を使用しているので、NORゲート102を
使用した場合と比べて動作は殆ど同じであるが、書き込
み時の動作が異なっている。即ち、書き込み時には書き
込みワード線10がhighレベルになってMOSトラ
ンジスタ1がオン状態になると、メモリセル100cを
構成する2つのNANDゲート103のうち、0が与え
られている書き込みビット線に接続されたNANDゲー
ト103の出力が1になり、続いてもう一方のNAND
ゲート103の出力が0となることによって、保持され
たデータが変更される。1つの接点を同時に2つ以上の
ゲートが駆動しないのは、NORゲート102を用いた
場合と同様である。
Since the memory cell 100c uses the NAND gate 103, the operation is almost the same as that when the NOR gate 102 is used, but the operation at the time of writing is different. That is, at the time of writing, when the write word line 10 becomes high level and the MOS transistor 1 is turned on, it is connected to the write bit line to which 0 is given, out of the two NAND gates 103 forming the memory cell 100c. The output of the NAND gate 103 becomes 1, and then the other NAND
When the output of the gate 103 becomes 0, the held data is changed. As in the case of using the NOR gate 102, one contact does not drive two or more gates at the same time.

【0033】図4は、本発明の実施例3に係る多ポート
メモリ回路の要部構成であるメモリセル100dを示し
た回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a memory cell 100d which is a main part configuration of a multi-port memory circuit according to the third embodiment of the present invention.

【0034】このメモリセル100dでは、NANDゲ
ート103を用いて書き込みワード線及びメモリセル1
00d内における接続をp型のMOSトランジスタ2に
変更している。NANDゲート103をメモリセル10
0dに使用する場合、書き込みビット線に接続されるN
ANDゲート103の入力のレベルが共にlowレベル
になると、2つのNANDゲート103の出力が共にh
ighレベルになり、メモリとしての機能を成さなくな
る。書き込みビット線との接続にn型のMOSトランジ
スタを使うと、n型のMOSトランジスタの閾電圧だけ
highレベルが低下するため、lowレベルと判別さ
れる恐れがあり、メモリとして動作できなくなる。この
ため、書き込みワード線により制御するトランジスタを
p型のMOSトランジスタ2にすることによって、hi
ghレベルが低下することを防ぐことができる。即ち、
ここでは書き込みワード線を通常はhighレベルにし
ておき、MOSトランジスタ2をオンさせるときに書き
込みワード線をlowレベルにする相違はあるが、その
他の動作は実施例2の場合と同様である。
In the memory cell 100d, the write word line and the memory cell 1 are formed by using the NAND gate 103.
The connection in 00d is changed to the p-type MOS transistor 2. The NAND gate 103 is connected to the memory cell 10
When used for 0d, N connected to the write bit line
When the input levels of the AND gates 103 are both low, the outputs of the two NAND gates 103 are both h
It becomes the high level and does not function as a memory. When an n-type MOS transistor is used for connection with the write bit line, the high level is lowered by the threshold voltage of the n-type MOS transistor, and therefore there is a risk that it will be determined to be a low level and the memory cannot operate. For this reason, the p-type MOS transistor 2 is used as the transistor controlled by the write word line,
It is possible to prevent the gh level from decreasing. That is,
Here, there is a difference that the write word line is normally set to the high level and the write word line is set to the low level when the MOS transistor 2 is turned on, but other operations are the same as those in the second embodiment.

【0035】以上の内容は、メモリセルにおける書き込
みポートの部分の構成に関するものであり、読み出しポ
ートの回路構成を問わないものとなっている。
The above contents are related to the structure of the write port portion in the memory cell, and the circuit structure of the read port is irrelevant.

【0036】図5は、実施例1のメモリセル100bに
対して読み出しポートの構成を変えた実施例4に係るメ
モリセル100eの回路構成を示したものである。
FIG. 5 shows a circuit configuration of a memory cell 100e according to the fourth embodiment in which the configuration of the read port is different from that of the memory cell 100b of the first embodiment.

【0037】このメモリセル100eにおける読み出し
時の動作は、最初に読み出しビット線22をhighレ
ベル等の等しい電位にプリチャージする。次に、読み出
しワード線20をhighレベルにしてメモリセル10
0eによって書き込みビット線にプリチャージされた電
荷を引き抜く。最後に、センスアンプによって電位の変
化を読み取って出力する。
In the read operation of the memory cell 100e, the read bit line 22 is first precharged to an equal potential such as a high level. Next, the read word line 20 is set to the high level and the memory cell 10
The charge precharged to the write bit line by 0e is extracted. Finally, the sense amplifier reads and outputs the potential change.

【0038】図6は、実施例4のメモリセル100eに
おけるNORゲート102を3入力にして、そのうちの
2つのNORゲート102の入力を2つの書き込みポー
トに割り当て、残りの1つの入力でフィードバックルー
プを形成した実施例5に係るメモリセル100fの回路
構成を示したものである。
In FIG. 6, the NOR gate 102 in the memory cell 100e of the fourth embodiment has three inputs, two inputs of the NOR gates 102 are assigned to two write ports, and a feedback loop is provided with the remaining one input. 9 illustrates a circuit configuration of a formed memory cell 100f according to the fifth embodiment.

【0039】この構成のメモリセル100fは書き込み
動作に注意が必要となる。即ち、書き込み時には書き込
みワード線をlowレベルにして、MOSトランジスタ
1をオフ状態にする前に、書き込みビット線をlowレ
ベルにしなくてはならない。メモリセル100fのフィ
ードバックループを構成するNORゲート102の入力
に電荷が残り、1つでも1に固定されると、NANDゲ
ート102の出力が0に固定されてしまうため、他のポ
ートから書き込もうとしても、メモリセル100fのデ
ータ値が書き換えられなかったり、フィードバックを形
成する接点のレベルが共に0になるからである。先に書
き込みワード線にゲートが接続されたMOSトランジス
タ1をオンしておき、書き込みビット線の2本の対のう
ち、一方に書き込み用のパルスを与え、フィードバック
ループの保持内容が書き変わったら、書き込みワード線
に接続されたMOSトランジスタ1がオフする前に書き
込みビット線を共にlowレベルにする。書き込みビッ
ト線に与えるパルスの立ち上がりは、書き込みワード線
で制御されるMOSトランジスタ1がオンする前でも後
でも構わない。この実施例5の場合も、書き込み動作の
間は1つの接点を2つ以上のゲートが駆動することが無
いようになっている。
In the memory cell 100f having this structure, it is necessary to pay attention to the write operation. That is, at the time of writing, the write word line must be set to low level and the write bit line must be set to low level before turning off the MOS transistor 1. If electric charge remains at the input of the NOR gate 102 that forms the feedback loop of the memory cell 100f and even one is fixed at 1, the output of the NAND gate 102 is fixed at 0, so that an attempt is made to write from another port. This is also because the data value of the memory cell 100f is not rewritten, or the levels of the contacts forming feedback are both zero. First, the MOS transistor 1 whose gate is connected to the write word line is turned on, a write pulse is applied to one of the two pairs of write bit lines, and if the content held in the feedback loop is rewritten, Before the MOS transistor 1 connected to the write word line is turned off, both write bit lines are set to low level. The rising edge of the pulse applied to the write bit line may be before or after the MOS transistor 1 controlled by the write word line is turned on. Also in the case of the fifth embodiment, one contact is not driven by two or more gates during the write operation.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上に述べた通り、本発明の多ポートメ
モリ回路によれば、NORゲートやNANDゲートでメ
モリセルを構成しているため、メモリセル内の全部の接
点に対して書き込み動作中に2つ以上のゲートが駆動す
ることが無く、これによりメモリセルの書き込みの時に
信号レベルの衝突が無くなり、書き込み速度が向上して
メモリセルの書き換え時間の削減化が計られる他、電源
からグラウンドに対する貫通電流が少なくなって消費電
力を削減できるようになる。又、本発明の多ポートメモ
リ回路では、実際のレイアウトにおいてビット線やワー
ド線の本数が多く、それらの配線によってメモリセルの
面積が決まるため、トランジスタ数が増加してもその影
響がメモリセルの面積に殆ど現れずに回路構成できると
いう長所がある。
As described above, according to the multiport memory circuit of the present invention, since the memory cell is constituted by the NOR gate and the NAND gate, the writing operation is being performed on all the contacts in the memory cell. Since two or more gates are not driven in the memory cell, the collision of the signal level is eliminated at the time of writing the memory cell, the writing speed is improved and the rewriting time of the memory cell is shortened. It is possible to reduce the power consumption by reducing the through current to the. Further, in the multi-port memory circuit of the present invention, the number of bit lines and word lines is large in an actual layout, and the area of the memory cell is determined by these wirings. It has an advantage that the circuit can be configured with almost no appearance in the area.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例1に係る多ポートメモリ回路の
基本構成を示した回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a basic configuration of a multiport memory circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図2に示す多ポートメモリ回路における書き込
み動作時のメモリセルの信号変化を示したタイミングチ
ャートである。
FIG. 2 is a timing chart showing a signal change of a memory cell during a write operation in the multiport memory circuit shown in FIG.

【図3】本発明の実施例2に係る多ポートメモリ回路の
要部構成であるメモリセルを示した回路図である。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a memory cell that is a main part configuration of a multi-port memory circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例3に係る多ポートメモリ回路の
要部構成であるメモリセルを示した回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a memory cell that is a main part configuration of a multi-port memory circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例4に係る多ポートメモリ回路の
要部構成であるメモリセルを示した回路図である。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a memory cell that is a main part configuration of a multi-port memory circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例5に係る多ポートメモリ回路の
要部構成であるメモリセルを示した回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a memory cell that is a main part configuration of a multi-port memory circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図7】従来の多ポートメモリ回路の基本構成を示した
回路図である。
FIG. 7 is a circuit diagram showing a basic configuration of a conventional multi-port memory circuit.

【図8】図7に示す多ポートメモリ回路における書き込
み動作時のメモリセルの信号変化を示したタイミングチ
ャートである。
8 is a timing chart showing a signal change of a memory cell during a write operation in the multi-port memory circuit shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 MOSトランジスタ 10,11 書き込みワード線 12,13 書き込みビット線 14,15 書き込みデータ線 20,21 読み出しワード線 22,23 読み出しビット線 24 読み出しデータ線 100a〜100f メモリセル 101 インバータ 102 NORゲート 103 NANDゲート 104 センスアンプ 105 プリチャージ回路 106 アドレスデコーダ 1 MOS Transistor 10,11 Write Word Line 12,13 Write Bit Line 14,15 Write Data Line 20,21 Read Word Line 22,23 Read Bit Line 24 Read Data Line 100a-100f Memory Cell 101 Inverter 102 NOR Gate 103 NAND Gate 104 sense amplifier 105 precharge circuit 106 address decoder

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 読み出しポート及び独立した書き込みポ
ートを含む複数のポートを有すると共に、メモリセルを
含む多ポートメモリ回路において、前記メモリセルはN
ORゲートを有することを特徴とする多ポートメモリ回
路。
1. A multi-port memory circuit having a plurality of ports including a read port and an independent write port and including a memory cell, wherein the memory cell is N
A multi-port memory circuit having an OR gate.
【請求項2】 請求項1記載の多ポートメモリ回路にお
いて、前記メモリセルは前記NORゲートとして第1の
NORゲート及び第2のNORゲートを備え、更に、前
記第1のNORゲートの第1の入力に前記第2のNOR
ゲートの出力を接続すると共に、該第2のNORゲート
の第1の入力に該第1のNORゲートの出力を接続して
おり、且つ該第1のNORゲートの第2の入力と該第2
のNORゲートの第2の入力とのそれぞれにワード線に
よって開閉を制御されたトランジスタを介してビット線
を接続して成ることを特徴とする多ポートメモリ回路。
2. The multiport memory circuit according to claim 1, wherein the memory cell includes a first NOR gate and a second NOR gate as the NOR gate, and further, the first NOR gate has a first NOR gate. Input the second NOR
Connecting the output of the first NOR gate to the first input of the second NOR gate and connecting the output of the first NOR gate to the second input of the first NOR gate.
And a second input of the NOR gate of the multi-port memory circuit is connected to a bit line through a transistor whose opening / closing is controlled by a word line.
【請求項3】 読み出しポート及び独立した書き込みポ
ートを含む複数のポートを有すると共に、メモリセルを
含む多ポートメモリ回路において、前記メモリセルはN
ANDゲートを有することを特徴とする多ポートメモリ
回路。
3. In a multi-port memory circuit having a plurality of ports including a read port and an independent write port and including a memory cell, the memory cell is N
A multi-port memory circuit having an AND gate.
【請求項4】 請求項3記載の多ポートメモリ回路にお
いて、前記メモリセルは前記NANDゲートとして第1
のNANDゲート及び第2のNANDゲートを備え、更
に、前記第1のNANDゲートの第1の入力に前記第2
のNANDゲートの出力を接続すると共に、該第2のN
ANDゲートの第1の入力に該第1のNANDゲートの
出力を接続しており、且つ該第1のNORゲートの第2
の入力と該第2のNANDゲートの第2の入力とのそれ
ぞれにワード線によって開閉を制御されたトランジスタ
を介してビット線を接続して成ることを特徴とする多ポ
ートメモリ回路。
4. The multi-port memory circuit according to claim 3, wherein the memory cell is a first NAND gate.
NAND gate and a second NAND gate, the second NAND gate being connected to the first input of the first NAND gate.
The output of the NAND gate of
The output of the first NAND gate is connected to the first input of the AND gate, and the second input of the first NOR gate is connected.
And a second input of the second NAND gate are each connected to a bit line through a transistor whose opening and closing is controlled by a word line.
JP8116165A 1996-05-10 1996-05-10 Multi-port memory circuit Pending JPH09306171A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010146676A (en) * 2008-12-22 2010-07-01 Toshiba Corp Semiconductor memory device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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